Desgaste da ferramenta

Como visto anteriormente, os resultados obtidos no pré-teste mostraram-se insuficientes em relação ao estudo que fora proposto inicialmente neste trabalho. Com o ajuste dos tempos de corte, baseados nesses resultados, foram feitos então os testes principais.

Na ferramenta proposta, após 20 minutos de corte com os parâmetros de 𝑛 = 8000 rpm, 𝑉_𝑐 = 150 m/min e 𝑎_𝑝 = 0,05 mm, e 𝑓 = 925 mm/min os resultados obtidos, no que se refere ao desgaste dos gumes da ferramenta, visualizados através de um microscópio com ampliação de 30x (Figura 21):

Figura 21 - Ferramenta HM-4RF-D6.0R1.0 após 20 minutos de corte e parâmetros utilizados.

Fonte: O Autor (2019).

Na ferramenta atual, após 20 minutos de corte com os parâmetros de 𝑛 = 8000 rpm, 𝑉_𝑐 = 150 m/min, 𝑎_𝑝 = 0,05 mm, e 𝑓 = 925 mm/min, os resultados obtidos, no que se refere ao desgaste dos gumes da ferramenta, visualizados através de um microscópio com ampliação de 30x (Figura 22):

Figura 22 – Ferramenta GM-4RF-D6.0R0.5 após 20 minutos de corte e parâmetros utilizados

.

Fonte: O Autor (2019).

Através da visualização destas duas figuras alguns pontos podem ser evidenciados. A primeira observação que pode ser feita é que para a ferramenta atual, na imagem 22, apesar de possuir um raio de gume de 0,5 milímetros, meio milímetro menor que o raio da ferramenta de maior dureza que está sendo testada, esperava-se que houve um maior desgaste devido a essa diferença de dimensões entre elas. Entretanto, por tratar-se de um processo de desbaste não tão agressivo, com 𝑎_𝑝 = 0,05 milímetros, a parte que apresentou desgaste foi a face de contato da ferramenta.

Na Figura 23 é visível a presença de cavacos soldados na face de corte de ambas as ferramentas em diferentes tempos de corte. As imagens A e B representam 20 minutos de corte, as ferramentas das imagens C e D foram utilizadas durante 40 minutos de corte e as imagens E e F representam as ferramentas utilizadas para 60 minutos de usinagem. Os cavacos estão localizados principalmente na face de corte e sua concentração decresce conforme a distância da área de contato entre a ferramenta e o material aumenta.

Figura 23 - Presença de cavaco na face de corte proveniente do processo.

Fonte: O Autor (2019).

Nota-se, entretanto, que existe diferença na quantidade de cavaco que se juntou à ferramenta. Na ferramenta mais frágil percebe-se que há grande quantidade de material aderido, desde os 20 minutos, enquanto na ferramenta mais dura, com 20 minutos, há uma pequena quantidade de cavacos aderidos. Esse número é crescente conforme cresce também o tempo de corte, ficando claro que, com 60 minutos de corte, existe uma grande quantidade de material na face de ambas as ferramentas.

Um aspecto perceptível em relação aos cavacos e sua formação é que, devido à pequena profundidade de corte 𝑎_𝑝, o tamanho dos cavacos resultantes da operação é muito pequeno, sendo necessária a utilização de um microscópio para sua visualização.

Outro ponto que chama atenção é o tamanho do desgaste das ferramentas. Nas imagens vê-se que, devido à diferença entre as classes do metal-duro das ferramentas, o desgaste da primeira (Figura 21), foi menor que o da segunda (Figura 22).

A ferramenta atual, na imagem 22, apresentou, inclusive, formação de cratera, enquanto, por sua vez, a ferramenta proposta, na imagem 21, apresentou um pequeno desgaste visível na face de corte, mas ainda assim consideravelmente menor que o desgaste presente na ferramenta atual, de código GM-4RF-D6.0R0.5.

Como já era esperado depois do que foi observado anteriormente, as ferramentas que foram submetidas a 40 minutos de usinagem apresentaram um desgaste mais acentuado em comparação às anteriores e ficou ainda mais evidente a diferença de resistência ao desgaste dos materiais.

Mais uma vez, na ferramenta atual, foi possível observar a formação de cratera no gume de corte. Além disso, a diferença do desgaste nas faces entre as duas fresas ficou ainda mais evidente já que o aumento do desgaste das ferramentas foi muito expressivo.

Na ferramenta proposta é perceptível que o desgaste aumenta com 40 minutos em comparação ao seu desgaste com 20 minutos de corte, porém não há um grande aumento entre eles. O que mais se percebe é que existe a formação de uma área de coloração escura, muito provavelmente causada pela temperatura decorrente do processo ou pelo cisalhamento dos cavacos extraídos do material. Na face principal de corte ainda não é possível identificar um desgaste 𝑉_𝑏 notável (Figura 24).

Figura 24 - Ferramenta HM-4RF-D6.0R1.0 após 40 minutos de corte e parâmetros utilizados.

Já na ferramenta atual, após 40 minutos de corte, é perceptível que há um grande aumento do desgaste em relação à própria ferramenta que foi submetida a 20 minutos de corte. Na face de contato já se percebe a presença de um desgaste que se expande radialmente em direção à sua extremidade. Como dito anteriormente, mais uma vez temos o lascamento de um dos gumes de corte (Figura 25).

Figura 25 - Ferramenta GM-4RF-D6.0R0.5 após 40 minutos de corte e parâmetros utilizados.

Fonte: O Autor (2019).

As ferramentas que foram empregadas na usinagem com duração de 60 minutos demonstraram comportamento semelhante ao que foi exposto nas análises dos tempos de usinagem anteriormente.

Como na situação anterior, de usinagem com duração de 40 minutos, a fresa atual apresentou um grande desgaste. Com a presença de uma grande cratera em sua face de corte. Ficou, mais uma vez, evidente o aumento do desgaste em comparação à ferramenta utilizada na usinagem anterior de 40 minutos.

A ferramenta proposta exibiu um crescimento no desgaste da sua face, mas, como esperado, não comparável ao desgaste evidenciado na ferramenta atual e, mais uma vez, não houve um desenvolvimento notável do desgaste 𝑉_𝑏.

Na ferramenta proposta, entretanto, percebe-se que o desgaste se expandiu em área, já que ele não estava mais presente exclusivamente no raio da face, mas também se

estendeu em direção ao centro da ferramenta. Na usinagem de 60 minutos, mais uma vez, não houve um desenvolvimento notável do desgaste de gume, porém, apresentou o maior desgaste 𝑉𝑏, entre todas as ferramentas, no seu gume secundário (Figura 26).

Figura 26 - Ferramenta HM-4RF-D6.0R1.0 após 60 minutos de corte e parâmetros utilizados.

Fonte: O Autor (2019)

Na ferramenta atual além da cratera formada em sua face de corte, também é possível observar um grande desgaste 𝑉_𝑏 no seu gume secundário (Figura 27).

Figura 27 - Ferramenta GM-4RF-D6.0R0.5 após 60 minutos de corte e parâmetros utilizados.

Fonte: O Autor (2019).

Os valores de desgaste das ferramentas, obtidos através de medição digital, estão comparados entre os três tempos propostos para usinagem, no gráfico abaixo (Figura 28).

Figura 28 - Gráfico de comparação entre desgastes medidos no preset das ferramentas

Fonte: O Autor (2019). 0,01 0,02 0,025 0,014 0,026 0,046 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 20 40 60 D es ga st e (mm ) Tempo (min)